背栓式石材幕墙

一、概述
用背栓点接式石材幕墙进行建筑外饰面是施工技术的重大突破，它开辟了石材幕墙施工工艺的新纪元。使石材幕墙有了广阔的使用领域，即任何建筑物、任何高度、任何部位、任何构造形式都可以采用背栓点接式花岗石幕墙。背栓点接式花岗石幕墙的背栓仅用作石板材与连接件的紧固件，这样连接件可按需要灵活设计，而钢销式、短槽式、通槽式的钢销（钢钩）既和横梁（立柱）连接，又和石材连接，它的使用部位和方法带有很大局限性，背栓点连接方法为石材幕墙和玻璃（金属）幕墙组合成组合幕墙创造了条件，即在同一立柱上，可左面安装玻璃幕墙，右面安装石材幕墙，在同一横梁上，可上面安装玻璃幕墙，下面安装石材幕墙。

背栓点接式花岗石幕墙已有二十多年历史，我国在二十世纪九十年代开始使用。1998年建成的上海中银大厦（浦东国际金融大厦）高235m，+139m以下采用了背栓点接式花岗石幕墙，复盖主体结构表面15000m2, 花岗石幕墙（其构造型式为凸梯形与凸矩形组合）展开面积22000m2，使用了约3万块花岗石，6万个背栓，花岗石尺寸为（H*B）2.05m*0.3m，花岗石幕墙最高点为139m。1999年建成的上海交银大厦采用的背栓点接式花岗石幕墙最高标高达196m，全国还有很多工程采用了背栓点接式花岗石幕墙，总用量超过100万m2。

在建造幕墙时，除按惯例进行三性检测外，还对背栓和背栓锚固石材的连接部位进行了背栓拉伸试验、拉拔试验、锚固的长期（8500h）静载抗剪、锚固的疲劳试验、抗震性能振动台试验，积累了大量试验参数，证明了背栓点接式花岗石幕墙有很高的可靠性，同时找出了局部构造改进的方向，下面进行详细讨论：

1、背栓拉伸试验。调查资料看出，背栓的材质与A2-70不锈钢螺栓相近，其极限抗拉强度接近700N/mm2，非比例伸长应力大于480N/mm2，一颗Φ12mm(Φ8mm、Φ6mm)背栓应力截面积为84.3mm2(36.6mm2、20.1mm2)，其极限拉伸强度为59KN（25.6KN、14KN）是背栓锚固石材拉拔力的2.5倍~10倍，背栓锚固石材只会是石材冲切破坏，因此只要选对背栓的钢号就行了。

背栓伸拉试验对试验结果进行数理统计后，应按GB50068第5.0.3条规定取fk= µf-1.645σf ,背栓抗拉强度设计值按GB50017可取为ftb=fub/2.174，抗剪强度设计值fvb=fub/2.857。
现在有的厂商提供的参数，取fk=μf-2.57σf 及抗拉材料分项系数1.8，和抗剪材料分项系数3.2和GB50068和GB50017不一致，GB50068第1.0.3条规定：“制定结构荷载规范以及钢结构设计规范-----等设计规范应遵守本规范的规定”。我个人意见还是按GB50068执行。

2、锚固件抗拉拔承载能力试验，
从试验情况看背栓与石材的锚固处全部是石材冲切破坏，破坏状态为石材锥度破坏，影响破坏的因素有背栓直径，背栓锚深，石材本身强度，其中锚深影响最直接，而且当锚深等于小于12mm时，承载能力破坏的离散性较大，经回归统计，抗拉拔承载能力按锚深的指数1.5增长，基材强度对抗拉拔承载能力按指数0.5增长，6mm背栓连接抗拉拔承载能力为4.5KN~8KN, Φ8mm背栓抗拉拔国承载能力为5KN~10KN，Φ12mm背栓抗拉拔承载能力为6